一种管道检测器水循环试验装置及检测器水循环试验方法与流程

本发明涉及管道检测器水循环试验，特别是一种管道检测器水循环试验装置及检测器水循环试验方法。

背景技术：

1、海底存放大量石油天然气管道，长时间使用后管道会出现腐蚀、裂纹、孔洞，如果不及时发现并进行治理，石油天然气泄露出来严重污染环境，目前大量企业正在进行管道检测器（检测器）的研究，而管道检测器投入使用前需要建立试验场进行检测器管道水循环试验，通过试验数据来检测它的性能。

2、为此，需要一套有效的试验装置来建立管道水循环场景，实现检测器在环形管道内循环前进，并使用该装置进行有效的检测器管道水循环试验，以获取检测器在环形管道内循环前行过程中的各种数据。

3、在设计水循环试验装置时，通常使用若干节管道拼接形成一个环形管道，然后将流体（水）引入建立好的环形管道内，并在该环形管道内形成流动的水流，以模拟管道内水循环场景，使检测器在被投入该水循环场景后可进行循环前行。在检测器循环前行过程中以及在检测器完成循环退出试验装置后，可以对检测器的相关数据进行收集，被收集到的数据可被用于分析检测器的相关性能（如检测器的耐磨性、耐水性、在水循环中的数据收集功能等）。为了能够在环形管道内形成流动的水流，需要在该环形管道上连接进水管和出水管，流体自进水管进入环形管道，在环形管道内通行后再自出水管道流出。

4、现有的水循环试验装置比较简单，如图1所示，为现有的一种用于检测器水循环试验的试验装置的简要结构示意图。在该试验装置中，使用若干节管道拼接形成一个环形管道，然后在环形管道上设置四个通口，即第一通口a2、第二通口b2、第三通口c2和第四通口d2，将环形管道分为四段，并同时增设四个单向阀（a、b、c、d）。四个单向阀控制水流朝同一方向流动，且可供检测器通过。该装置的操作方法之一为：当检测器分别位于第一位置a1、第二位置b1、第三位置c1和第四位置d1时，可通过选择不同的通口进出水，依次将检测器由第一位置a1逆时针推动，检测器沿着第一位置a1、第二位置b1、第三位置c1、第四位置d1和第一位置a1的路径逆时针循环前行。可选的一种具体步骤为：

5、首先，当检测器位于第一位置a1时，将第一通口a2和第二通口b2分别连接进水管和出水管，第三通口c2和第四通口d2被关闭；此时，水从第一通口a2进入，逆时针流动，一路畅通前行，并从第二通口b2流出；

6、接着，当检测器逆时针移动至第二位置b1时，将第三通口c2和第四通口d2分别连接进水管和出水管，第一通口a2和第二通口b2被关闭；此时，水从第三通口c2进入，逆时针流动，一路畅通前行，并从第四通口d2流出；

7、接着，当检测器逆时针移动至第三位置c1时，将第二通口b2和第一通口a2分别连接进水管和出水管，第三通口c2和第四通口d2被关闭；此时，水从第二通口b2进入，逆时针流动，一路畅通前行，并从第一通口a2流出；

8、最后，当检测器逆时针移动至第四位置d1时，将第四通口d2和第三通口c2分别连接进水管和出水管，第一通口a2和第二通口b2被关闭；此时，水从第四通口d2进入，逆时针流动，一路畅通前行，并从第三通口c2流出；检测器可在水流推动下回到第一位置a1。

9、通过上述结构和方法，实现检测器在水流推动下沿着逆时针在循环管道中完成循环移动。

10、但，现有的试验装置中，第一通口a2、第三通口c2、第二通口b2和第四通口d2分别与单独一条连接通管连接，而每一条连接通管又单独匹配控制阀和一套进出水设备；在管道安装和进出水设备的数量安排上非常复杂，结构不够简洁，且分时分通口地控制水流进出环形管道的操作也将变得非常复杂。

11、同时，由于该试验装置中缺乏专门将检测器投入循环管道的投入组件和将检测器从循环管道中收回的检测器回收组件。在开始试验时，需在环形管道拼接完成前先将检测器先放入管道内，然后再将环形管道全部组装拼接完成；在需停止试验取出检测器时，则需在循环移动结束后将环形管道拆分后将检测器取出，这样使得检测器的投入和取出操作过于复杂，每次试验都需要重复环形管道的拼装和拆卸操作，耗费时间且易造成管道损耗。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、本发明的目的在于针对现有技术中的问题和不足，提供一种管道检测器水循环试验装置及检测器水循环试验方法，该管道检测器水循环试验装置可建立管道水循环场景，且该试验装置的结构更加简单，可在不拆除环形管道的前提下快捷、方便地将检测器投入和取出管道水循环场景中，使得整个管道检测器的水循环试验操作更加高效且简单。

3、（二）技术方案

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、一种管道检测器水循环试验装置，包括循环通路模块、进出水模块、投球模块和收球模块；

6、循环通路模块包括发球换向阀、收球换向阀、循环管道一、循环管道二、单向阀组件、球阀二和球阀四；

7、发球换向阀包括阀体二、换向阀阀芯一、带动换向阀阀芯一沿阀体二内壁上下移动的移动连接支架一、上阀盖一和下阀盖一；阀体二外壁径向上设有中间通道一、中间通道二和中间通道三；中间通道一和中间通道二位于同一直线上，中间通道三位于中间通道一和中间通道二之间；换向阀阀芯一位于阀体二内腔，该换向阀阀芯一包括用于将中间通道一和中间通道二连通的直线形发球阀芯直管和用于将中间通道二和中间通道三连通的弧形发球阀芯弯管，发球阀芯直管和发球阀芯弯管上下叠放；移动连接支架一上还设有带动移动连接支架一上下移动的阀杆一，阀杆一的一端穿过位于上阀盖一或下阀盖一中部的通孔；阀杆一与上阀盖一或下阀盖一的连接处设有防水密封层一；

8、收球换向阀包括阀体四、换向阀阀芯二、带动换向阀阀芯二沿阀体四内壁上下移动的移动连接支架二、上阀盖二和下阀盖二；阀体四外壁径向上设有中间通道五、中间通道六和中间通道七；中间通道五和中间通道六位于同一直线上，中间通道七位于中间通道五和中间通道六之间；换向阀阀芯二位于阀体四内腔，该换向阀阀芯二包括用于将中间通道五和中间通道六连通的直线形收球阀芯直管和用于将中间通道六和中间通道七连通的弧形收球阀芯弯管，收球阀芯直管和收球阀芯弯管上下叠放；移动连接支架二上还设有带动移动连接支架二上下移动的阀杆二，阀杆二的一端穿过位于上阀盖二或下阀盖二中部的通孔；阀杆二与上阀盖二或下阀盖二的连接处设有防水密封层二；

9、中间通道二与循环管道一的一端连通，循环管道一的另一端与中间通道六连通，中间通道五与循环管道二的一端连通，循环管道二的另一端与中间通道一连通；

10、投球模块包括发球管道和连接于发球管道入口处的封闭管套一；发球管道的一端与中间通道三连通；发球管道与循环管道二之间通过分管道一连通；在所述分管道一中靠近循环管道二一侧连接有球阀一；

11、收球模块包括收球管道和连接于收球管道出口处的封闭管套二；收球管道的一端与中间通道七连通；收球管道与循环管道二之间通过分管道二连通；在所述分管道二中并靠近循环管道二一侧连接有球阀三；

12、循环管道一上还设有用于与进出水模块连通的通口一；循环管道二上还设有用于与进出水模块连通的通口二、通口三和通口四；

13、单向阀组件连接于循环管道一和循环管道二上，包括位于通口四与通口一之间的单向阀一、位于通口一与通口二之间的单向阀二、位于通口二和通口三之间的单向阀三以及位于通口三与通口四之间的单向阀四；

14、所述球阀二连接于循环管道二上并位于中间通道一与通口四之间；所述球阀四连接于循环管道二上并位于中间通道五与通口二之间；

15、分管道一与循环管道二的连接处位于球阀二和单向阀四之间；分管道二与循环管道二的连接处位于球阀四和单向阀三之间；

16、进出水模块包括四位六通换向阀和四条连接通管；四位六通换向阀包括阀体一和位于阀体一内腔且与阀体一旋转连接的旋转阀芯；在阀体一的侧壁上自上而下依次分布有一个上层通道、一个中层通道和四个底层通道；四个底层通道分别为沿着径向依次均匀分布的底层通道一、底层通道二、底层通道三和底层通道四；旋转阀芯与阀体一内壁之间设有与上层通道相通的上层阀腔和与中层通道相通的中层阀腔，上层阀腔和中层阀腔均呈环状且均沿着旋转阀芯外壁径向延伸；旋转阀芯内设有上端开口与上层阀腔相通的阀芯通道一和上端开口与中层阀腔相通的阀芯通道二；阀芯通道一的下端开口和阀芯通道二的下端开口对称分布于旋转阀芯的侧壁上，且阀芯通道一的下端开口和阀芯通道二的下端开口均与四个底层通道位于同一高度；旋转阀芯与阀体一的连接处还设有防水密封层三；

17、通口一与底层通道一之间、通口二与底层通道二之间、通口三与底层通道三之间、通口四与底层通道四之间分别通过一条连接通管连通；

18、发球换向阀、单向阀组件、球阀二、球阀四、循环管道一、循环管道二和收球换向阀可共同形成了一个供检测器通行的循环通路。

19、进一步地，阀杆一、阀杆二、球阀一、球阀二、球阀三、球阀四和旋转阀芯均分别连接有驱动执行机构，驱动执型机构与plc相连。

20、进一步地，在中间通道二的内部、通口一与循环管道一交接处靠近单向阀二方向的一侧、通口二与循环管道二的交接处靠近单向阀三方向的一侧、通口三与循环管道二的交接处靠近单向阀四方向的一侧、通口四与循环管道二的交接处靠近发球换向阀的一侧、以及收球管道内或中间通道七的内分别设置有一个可感应检测器位置的位置感应器，位置感应器与plc连接。

21、进一步地，在通口一靠近循环管道一的一端、在通口二、通口三、通口四靠近循环管道二的一端分别设有一个阻隔网，该阻隔网可供水流通过但不可供检测器通过。

22、进一步地，循环通路为方形，该方形的四个角呈圆弧段过渡；通口一、通口二、通口三和通口四分别位于该方形的四条边的中间位置。

23、进一步地，通口一、通口二、通口三、通口四、循环管道一、循环管道二、四条连接通管、发球管道、收球管道、分管道一和分管道二均为直径相同的圆管状。

24、进一步地，上层阀腔与中层阀腔形状大小相同；阀芯通道一和阀芯通道二呈圆管状，且阀芯通道一和阀芯通道二的直径相同；上层通道、中层通道和底层通道呈圆管状，且上层通道、中层通道、底层通道和阀芯通道一的直径相同。

25、一种检测器水循环试验方法，使用所述的一种管道检测器水循环试验装置进行，包括如下步骤：

26、步骤1：将上层通道与外部进水管道连通，将中层通道与外部排水管道连通；使用封闭管套二封闭收球管道的出口处；

27、步骤2：打开封闭管套一，将检测器从发球管道的入口处置入发球管道中并位于分管道一与发球换向阀之间；检测器进入发球管道后使用封闭管套一封闭发球管道的入口处；控制球阀一开启、球阀二关闭、球阀四开启；同时，控制发球换向阀内的发球阀芯弯管的两端分别与中间通道二和中间通道三连通；控制收球换向阀内的收球阀芯直管的两端分别与中间通道五和中间通道六连通；

28、然后，将上层通道和中层通道分别与一个底层通道连通，水由上层通道引入四位六通换向阀中，形成推动检测器向前移动的水流，检测器在水流推动下朝中间通道二方向移动；

29、步骤3：当检测器在水流推动下移动至中间通道二后，通过四位六通换向阀控制进出入循环通路的水流方向，在循环通路中形成水流推动检测器向前沿着通口一、通口二、通口三、通口四、中间通道二的路径进行至少一次的循环移动；当检测器在水流推动下以中间通道二为起点沿着上述路径移动一圈再次回到中间通道二后即完成一次循环移动；

30、在循环移动过程中，控制球阀一和球阀三处于关闭状态，控制球阀二和球阀四处于开启状态；

31、在循环移动过程中，控制发球换向阀内的发球阀芯直管的两端分别与中间通道一和中间通道二保持连通状态；控制收球换向阀内的收球阀芯直管的两端分别与中间通道五和中间通道六保持连通状态；

32、步骤4：循环移动结束后，当检测器再次移动至中间通道二中后或检测器再次移动至通口一与循环管道一交接处靠近单向阀二方向的一侧后，控制收球换向阀内的收球阀芯弯管的两端分别与中间通道六和中间通道七连通；同时，关闭球阀四、开启球阀三; 通过四位六通换向阀控制进出入循环通路的水流方向，水流推动检测器朝收球管道方向流动；

33、步骤5：当检测器在水流推动下移动到收球管道中后，打开封闭管套二，将检测器取出。

34、进一步地，在步骤3中，单次循环移动过程中，四位六通换向阀的控制方法如下：

35、步骤3.1：当检测器移动至中间通道二中时，控制四位六通换向阀的上层通道与底层通道四连通，中层通道与底层通道二连通；水流推动检测器继续朝通口一方向移动；

36、步骤3.2：当检测器在水流带动下移动至通口一与循环管道一交接处靠近单向阀二方向的一侧后，控制四位六通换向阀的上层通道与底层通道一连通，且中层通道与底层通道三连通；水流推动检测器继续朝通口二方向移动。

37、步骤3.3：当检测器在水流带动下移动至通口二与循环管道二的交接处靠近单向阀三方向的一侧后，控制四位六通换向阀的上层通道与底层通道二连通，且中层通道与底层通道四连通；水流推动检测器继续朝通口三方向移动；

38、步骤3.4：当检测器在水流带动下移动至通口三与循环管道二的交接处靠近单向阀四方向的一侧后，控制四位六通换向阀的上层通道与底层通道三连通，且中层通道与底层通道一连通；水流推动检测器继续朝通口四方向移动；

39、步骤3.5：当检测器在水流带动下移动至通口四与循环管道二的交接处靠近发球换向阀的一侧后，控制四位六通换向阀的上层通道与底层通道四连通，且中层通道与底层通道二连通；水流推动检测器继续朝中间通道二方向移动。

40、进一步地，在步骤2中，控制四位六通换向阀的上层通道与底层通道四连通，中层通道与底层通道二连通。

41、进一步地，在步骤4中，四位六通换向阀的上层通道与底层通道四保持连通状态，且中层通道与底层通道二保持连通状态。

42、（三）有益效果

43、与现有技术相比，本发明提供一种管道检测器水循环试验装置及检测器水循环试验方法，具备以下有益效果：本发明中的管道检测器水循环试验装置可模拟建立管道水循环场景，实现检测器在环形管道内循环前进，通过获取检测器在环形管道内循环前行过程中的各种数据,所获取的数据可用于对检测器的相关性能进行评估和判断。

44、本发明中，循环管道一和循环管道二上设有供水流进出的四个通口，该四个通口分别通过四根连接通管与四位六通换向阀连接；通过四位六通阀的旋转阀芯的转动，即可根据需要调整水流从不同的连接通管进出循环管道一和循环管道二；相比于为每根连接通管单独匹配一组控制阀、进水设备和排水设备的连接结构，本发明中试验装置结构更简单，且操作更方便。

45、本发明中，发球换向阀同时与发球管道和循环管道组件（循环管道一和循环管道二）连接，收球换向阀同时与收球管道和循环管道组件连接；需要将检测器投入到循环管道组件中时，发球换向阀的阀芯与发球管道连通，可顺利将检测器投入循环管道组件内；需要将检测器取出循环管道组件时，将收球换向阀的阀芯与收球管道连通，可顺利将检测器取出循环管道组件。同时，在检测器循环移动过程中，发球换向阀和收球换向阀又与循环管道组件相连通，如此不会影响检测器在循环管道组件内的循环移动。通过，增加发球换向阀和收球换向阀，不仅实现了检测器的投放和回收操作，而且无需以拆装试验装置的方式即可实现，试验操作更加简单、可控。